單片機原理與應用

所属分类:單片機與嵌入式  
出版时间:2010-3   出版时间:中國水利水電出版社   作者:張春來,宋天武 編   页数:212  

前言

  本教材是国家示范院校重点建设专业——机电一体化技术专业课程改革成果之一。人才培养模式的改革是专业改革的重中之重,本专业的改革实施方案是借鉴德国的先进职业教育模式,结合安徽省基本情况,构建以工作过程为导向的人才培养方案。本教材注重真实工作场景与过程,体现机电行业人才需求的特点,借鉴德国的“双元制”职业培训教材的编写经验,重点突出基本技能,力求做到“综合性、实际性、可操作性”,在编写过程中,突出了“以就业为导向、以岗位为依据、以能力为本位”的思想。  本教材在课程整体设计过程中以职业能力培养为重点,与企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计。根据专业发展需要,学生未来工作岗位所需要的知识、能力和素质的要求,划分为8个学习情境。编写中注重学生的职业能力的训练和个性培养,力求实现学生由“会干”向“能干”的转变。  本教材在编写的过程中力求突出以下特色:  1.全书以MCS-51系列单片机为主线,介绍了McS-51单片机的结构和工作原理,详细介绍了McS-51单片机编程语言和程序设计方法,通过典型应用实例进一步介绍了单片机的系统扩展和工程设计方法。  2.在编写过程中,编者根据多年来不同专业的单片机应用技术教学经验,结合高职高专教育的教学特点,注意内容的实用性,突出应用能力的培养,力争做到语言精练,内容深入浅出、通俗易懂。  3.本教材基于工作过程为导向设计8个学习情境,通过这些项目进一步阐述单片机的应用技巧。  本教材由安徽水利水电职业技术学院张春来、宋天武任主编,安徽水利水电职业技术学院黄均安、蒋瑾瑾、王礼鹏、冯毅任副主编,安徽继远电网有限责任公司研发中心金明任主审。全书共有8个学习情境,分别由以下人员编写而成:学习情境2、4、7由张春来编写;学习情境1由王礼鹏编写;学习情境3由宋天武编写;学习情境5由蒋瑾瑾编写;学习情境6由黄均安编写;学习情境8由冯毅编写。全书由张春来统稿定稿。  教材在编写过程中,机电系专业建设团队老师提出了许多宝贵意见,学院领导及兄弟部门领导也给予了大力支持,同时还得到了安徽继远电网有限责任公司、中国电子38所的积极参与和大力帮助,在此表示最诚挚的感谢。  本教材内容体系在国内首次尝试,由于作者水平有限,不足之处在所难免,恳请广大师生和读者对书中存在的缺点和疏漏提出批评和建议,编者不胜感激。

内容概要

  《单片机原理与应用 》为国家示范院校重点建设专业——机电一体化技术专业课程改革系列教材之一。《单片机原理与应用 》以MCS-51系列的8位单片机为教学对象,介绍单片机的发展概况、原理及应用。全书基于工作过程共设计八个学习情境,主要内容包括:初识单片机、闪烁灯、指令的应用、交通信号灯模拟控制系统、单片机之间的双向串行通信、可编程I/O口的应用、简易秒表的制作、数码管时钟电路的设计。  《单片机原理与应用 》可作为高等院校机电、电气信息类各专业“单片机原理及应用技术”课程的教材,同时可供有关工程技术人员参考。

书籍目录

前言學習情境1 初識單片機1.1 學習目標1.2 學習任務1.3 基本理論1.3.1 單片機的發展概況1.3.2 計算機中數的表示方法1.3.3 計算機語言1.4 任務實施1.4.1 信號燈的控制1學習情境2 閃爍燈2.1 學習目標2.2 學習任務2.3 基本理論2.3.1 MCS-51型單片機結構2.3.2 MCS-51型單片機丁作原理2.3.3 MCS-51型單片機存儲器2.4 任務實施2.4.1 閃爍燈學習情境3 指令的應用3.1 學習目標3.2 學習任務3.3 基本理論3.3.1 MCS-51指令系統3.3.2 匯編語言程序設計3.4 任務實施3.4.1 指令的應用3.4.2 信號燈的控制2學習情境4 交通信號燈模擬控制系統4.1 學習目標4.2 學習任務4.3 基本理論4.3.1 中斷系統4.3.2 MCS-51型單片機的中斷系統4.3.3 MCS-51型單片機的定時/計數器4.4 任務實施4.4.1 信號燈的控制34.4.2 交通信號燈模擬控制系統學習情境5 單片機之間的雙向串行通信5.1 學習目標5.2 學習任務5.3 基本理論5.3.1 串行通信基礎5.3.2 串行通信總線標準及其接口5.3.3 MCS-51型單片機的串行接口5.3.4 MCS-51型單片機之間的通信5.4 任務實施5.4.1 單片機之間的雙向串行通信學習情境6 可編程I/O口的應用6.1 學習目標6.2 學習任務6.3 基本理論6.3.1 程序存儲器擴展6.3.2 數據存儲器擴展6.3.3 並行I/O口擴展6.4 任務實施6.4.1 片外RAM對信號燈的控制及可編程I/O口的應用學習情境7 簡易秒表的制作7.1 學習目標7.2 學習任務7.3 基本理論7.3.1 單片機與鍵盤接口7.3.2 單片機與顯示器接口7.3.3 D/A轉換器接口7.3.4 A/D轉換器接口7.4 任務實施7.4.1 簡易秒表的制作學習情境8 數碼管時鐘電路的設計8.1 學習目標8.2 學習任務8.3 基本理論8.3.1 單片機的開發系統及開發工具8.3.2 單片機應用系統的設計原則與過程8.3.3 單片機應用系統的抗干擾設計8.4 任務實施8.4.1 數碼管時鐘電路的設計參考文獻

章节摘录

  第一階段(1974∼1978年)︰初級單片機階段,以Intel公司的MCS-48為代表。這個系列的單片機在片內集成了8位CPU、並行IO口、8位定時計數器、RAM等,無串行IO口,尋址範圍不大于4KB。  第二階段(1978∼1983年)︰高性能單片機階段,以MCS-51系列為代表。這個階段的單片機內均帶有串行IO口,具有多級中斷處理系統,定時計數器為16位,片內RAM和ROM容量相對增大,且尋址範圍可達64KB。這類單片機應用領域極為廣泛。由于其優良的性價比,特別適合我國的國情,故在我國得到廣泛應用。  第三階段(1983年∼)︰8位單片機鞏固完善及16位單片機推出階段,以MCS一96系列為16位單片機的代表。其內部除了CPU為16位以外,還采用了新穎的寄存器堆邏輯部件(RALU),片內RAM和ROM的容量進一步增大,片內ROM為8︰KB甚至更大且可以加密,片內還帶有高速輸入輸出部件、多通道10位AD轉換器,具有8級中斷等。近年來,32位單片機也已進入實用階段。  目前,單片機正朝著高性能和多品種的方向發展,但由于MCS-51系列的8位單片機仍能滿足絕大多數應用領域的需要,所以以MCS-51系列為主的8位單片機在今後相當長的一段時期內仍然將佔據單片機應用的主導地位。  1.3.1.3 單片機的應用及發展  1.單片機的應用領域  單片機的應用極為廣泛,已深入到國民經濟的各個領域,對各行業的技術改造和產品的更新換代起著積極的推動作用。單片機的應用領域主要有以下幾個方面。  (1)生產自動化。生產自動化不但能夠降低勞動強度,而且可以提高經濟效益、改善產品質量,廣泛應用于機械、汽車、電子、石油、化工、食品等工農業生產領域。自動化生產線、機械手、數控機床等自動化生產設備都能由單片機實現其智能化的自動控制功能。  (2)實時測控。測控系統的工作環境往往比較惡劣,干擾繁雜,並且要求實時測量控制,如工業窯爐的溫度、酸度、化學成分的測量和控制等。單片機工作穩定、可靠,抗干擾能力強,體積小、使用靈活,適用于各種惡劣環境,最宜承擔測控工作。  (3)智能化產品。現代工業產品的一個重要發展趨勢是不斷提高其智能化程度,而智能化的提高離不開單片機的參與。傳統的機電產品與單片機結合後,可簡化產品結構、升級產品功能、並實現控制智能化。單片機與機械技術相結合,稱為機電一體化,是機械工業的發展方向。單片機在家電產品上更得到普遍應用,出現了程控洗衣機、電腦空調機等。為提高汽車的動力性、經濟性以及舒適性、穩定性,減少污染排放,現代汽車上都大量使用了單片機。  (4)智能化儀表。用單片機改造、設計制造儀器儀表,大大促進了儀表向數字化、智能化、多功能化、綜合化和柔性化方向發展,並能同時提高儀器儀表的精度和準確度,簡化結構,減小體積。  (5)信息通信技術。多機系統(各種網絡)中的各計算機之間的通信聯系,計算機與其外圍設備(鍵盤、打印機、傳真機、復印機等)之間的協作都有單片機的參與。  (6)科學研究。小到實驗測控台,大到衛星、運載火箭,單片機都發揮著極其重要的作用。

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